Potenzial von erneuerbaren Energien

Der steigende Weltenergiebedarf, das Anwachsen der Bevölkerung, die Endlichkeit der fossilen Energieträger und die zunehmende Umweltbelastung durch den Einsatz von Energie stehen heute im Mittelpunkt der gesellschaftspolitischen Diskussion.

In den erneuerbaren Energien wird häufig die Lösung für all unsere Energieprobleme gesehen. Ihre Nutzung schont fossile Reserven und ist weitgehend CO₂- und somit klimaneutral.

Insgesamt gelten die Erneuerbaren als besonders umweltfreundlich. Bei der Vorstellung, welchen Beitrag erneuerbare Energiequellen zur Deckung des Energiebedarfs heute und in Zukunft werden leisten können, tut sich aber nicht selten eine Lücke zwischen Erwartungen und technisch-ökonomischen Realitäten auf.

Wie groß ist das weltweite Potenzial der erneuerbaren Energien?

Unter Energiedargebot versteht man alle in der Natur vorkommenden und für die wirtschaftliche Nutzung in Betracht kommenden Energieströme.

Um das Potenzial unterschiedlicher Energieträger miteinander vergleichen zu können, bedient man sich des Begriffs der Steinkohleeinheit. Man versteht darunter die Menge an Steinkohle, die den gleichen Energiegehalt besitzt wie der zu vergleichende Stoff.

Das Gesamtdargebot an regenerativen Energien kann man eigentlich nur schätzen.

Weltweit werden derzeit etwa 5 % des Bedarfs an Primärenergie und 20 % des Bedarfs an elektrischer Energie aus Wasserkraft gedeckt. Das nutzbare Potenzial an Wasserkraft ist jedoch etwa fünfmal so groß und entspricht über 3 Milliarden Tonnen Steinkohleeinheiten pro Jahr.

Die Sonne strahlt mit einer Leistung von 1,4 Kilowatt pro Quadratmeter auf die Erdatmosphäre. Das solare Strahlungsangebot entspricht damit mehr als dem 12 000fachen des heutigen Weltenergiebedarfs und 100 000-mal mehr Energie, als alle Elektrizitätswerke der Erde derzeit an elektrischer Energie erzeugen. Technisch ist leider nur ein Bruchteil davon in nutzbare Energie zu verwandeln, da der Großteil in der Erdatmosphäre absorbiert oder wieder reflektiert wird.

Unter direkter Nutzung der Sonnenenergie versteht man die Photovoltaik, das Umwandeln von Sonnenenergie in elektrischen Strom mittels Solarzellen, und die Solarthermie, die Erzeugung von Wärme mittels Sonnenenergie.

Das Potenzial der Erde an Biomasse wird auf rund 150 Gigatonnen im Jahr geschätzt, das sind etwa 120 Milliarden Tonnen Steinkohleeinheiten, was etwa dem Zehnfachen des heutigen Weltenergiebedarfs von knapp 12 Milliarden Tonnen Steinkohleeinheiten entspricht. Tatsächlich energetisch nutzbar sind davon wahrscheinlich 20 bis 30 %.

Vom gesamten Windpotenzial der Erde kann nur ein Bruchteil, vorwiegend in Küstengebieten, wirtschaftlich genutzt werden. Trotzdem könnte theoretisch rund ein Drittel des Weltenergiebedarfs durch Windenergie gedeckt werden.

Die Erdwärme stellt ein Energiepotenzial von etwa 35 Milliarden Tonnen Steinkohleeinheiten pro Jahr dar. Davon tritt aber nur 1 % in geothermischen Feldern mit höheren Temperaturen an die Erdoberfläche. Damit könnten theoretisch höchstens 3 % des Weltenergiebedarfs gedeckt werden. Durch neuere Technologien, bei denen heiße Gesteinsschichten als riesige Wärmetauscher genutzt werden, kann sich dieser Anteil in Zukunft etwas erhöhen.

Das Energieangebot der Erneuerbaren ist also mengenmäßig kaum begrenzt und könnte theoretisch den Weltenergiebedarf bereits dann decken, wenn nur ein Bruchteil des Angebots technisch und wirtschaftlich nutzbar wäre. Einige wesentliche Gründe stehen dem aber derzeit noch entgegen:

Nicht für alle Erneuerbaren steht eine ausgereifte Technik zur Verfügung.
Die Wirtschaftlichkeit beim Einsatz der zur Verfügung stehenden Technik ist vielfach noch nicht gegeben. Die Leistungsdichte von erneuerbaren Energien ist vergleichsweise gering, was bedeutet, dass ein großer Flächen- und Materialaufwand notwendig ist.
Die Natur bietet die Erneuerbaren zum großen Teil nur unregelmäßig an. Die Sonneneinstrahlung ist durch den Tag-Nacht-Rhythmus und durch jahreszeitliche Schwankungen geprägt. Wind wechselt mit Flauten. Nutzbare Wassermengen stehen im Jahresgang nicht permanent und in gleich bleibendem Umfang zur Verfügung.

Also muss aus heutiger Sicht davon ausgegangen werden, dass eine Energieversorgung ausschließlich auf Basis der Erneuerbaren auch mittelfristig nicht realisierbar sein dürfte.

Es ist aber zweifelsohne möglich, die erneuerbaren Energien in immer stärkerem Maße im Verbund mit fossilen und nuklearen Energieträgern einzusetzen, um die vorhandenen Reserven und Ressourcen zu schonen und die Umwelt zu entlasten.